有線電視網(wǎng)絡(luò)光分路器的設(shè)計

2 光網(wǎng)絡(luò)光分路器的設(shè)計、計算
在HFC網(wǎng)光纖傳輸干線設(shè)計中，當光纖路由及光纖損耗值、光節(jié)點數(shù)量確定后，就可以設(shè)計并計算出每一光纖支路所需的光功率、光分路器的分光比，還能計算出整個光鏈路所需要的光功率。在計算所述指標時，按照以下計算步驟進行設(shè)計。
2．1 每一支路光纖損耗值計算
當光纖路由確定后，每一支路的光纖鏈路損耗值就可以得出。目前廣電系統(tǒng)大量使用的是G652型光纖。對于1310 nm窗口，G652光纖損耗不超過0．35 dBm／公里，對于1550 nm窗口，G652光纖損耗不超過0．22 dBm／公里。對于已經(jīng)完工的路由，可以使用光時域反射儀進行測量，得出實際鏈路的損耗值。每一支路的光纖鏈路損耗值應(yīng)留出一定的余量。計算公式如下：
S=a×lN．
式中：S為支路光鏈路損耗(dBm)；a為光纖每公里損耗值；lN為光纜各支路距離。
2．2 光接收機接收功率
目前使用的光接收機，在接收光功率為-4～+3 dBm的條件下，光接收機輸出電平范圍為96～108 dB。光接收機輸入光功率變化對系統(tǒng)指標有一定的影響，通過理論計算和實踐檢驗都能明示。
當光接收機輸入光功率有所提高時，各項系統(tǒng)指標均有較大提高，為電纜分配網(wǎng)留出較多余地。為此，在設(shè)計光纜網(wǎng)絡(luò)時，確定光接收功率為0 dBm±1 dBm。
這里要提出一下，dBm和mw都是光功率的單位，它們應(yīng)用的場合不一樣。它們可以進行換算。換算公式如下：

2．3 活接損耗
每個光系統(tǒng)包含有多種光設(shè)備，如光發(fā)射機，光接收機，光放大器等等，而這些設(shè)備都需要用FC、SC等法蘭進行接頭，而這些活動連接頭會產(chǎn)生一些損耗，這些損耗應(yīng)計入光鏈路所需的總功率?；罱宇^損耗設(shè)計值一般為0．5 dBm。
2．4 光分路器的分光比的設(shè)計
設(shè)各路的總光功率為∑Pn，某一路所需的光功率為P1，則分光比K1=P1／∑Pn，需要強調(diào)的是，某一支路所需的光功率為該支路光纖鏈路損失功率加上光接收機輸入光功率。
根據(jù)光節(jié)點路由距離優(yōu)化組合分組情況，使用以下公式和參數(shù)進行計算。
計算公式：

式中：P1，P2，P3為各支路光接收機的輸入功率，mw；PN為光纖分路器各支路輸出光功率，mw；PT為光發(fā)射機的出纖功率，mw；KN為光纖分路器各支路分光比；N為代表自然數(shù)1、2、3……；a為光纖每公里損耗：a=0．35 dBm／km(1310 nm窗口)和0．22 dBm／km(1550 nm窗口)；l為光路由長度。
根據(jù)以上公式可得N路出光分路器得各路分光比：

2．5 光鏈路各分路的損耗計算
設(shè)計并計算出光分路器的分光比后，通過以下公式可以計算出光鏈路各支路的損耗。計算公式為：
LN(dBm)=-10Lg Kn+a×ln+附加損耗+光連接器損耗．
為確保網(wǎng)絡(luò)的長期安全平穩(wěn)運行，多數(shù)情況光鏈路應(yīng)留有1 dBm余量。因此，光鏈路各分路的損耗應(yīng)做如下設(shè)計。
LN(dBm)=-10lg Kn+a×ln+附加損耗+光連接器損耗+1．
2．6 分光器輸入光功率的計算
根據(jù)各支路的上述參數(shù)，可計算得出光分路器所需的輸入光功率，也就是真?zhèn)€網(wǎng)絡(luò)需要的總功率?？偣β实扔诟髦返墓β蕮p耗。由此可知道所需要的光發(fā)射機的功率，上述總功率等于發(fā)射機的功率。
隨著模擬和數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，以及伴隨著光纖到戶，光網(wǎng)絡(luò)主要傳輸設(shè)備光分路器在光網(wǎng)絡(luò)中使用的頻率會大大加強，而分路器的設(shè)計對整個光網(wǎng)絡(luò)信號優(yōu)劣、有無起著決定性的作用。在光纖CATV網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，通過以上詳細對光分路器計算和分析，給光網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行提供了可靠的保證。